[发明专利]基于脉冲光的分布式量子传感器及传感微结构制作方法

权利要求书

1.基于脉冲光的分布式量子传感器，包括有触发源（1）、处理终端（2）以及传感光纤（3），其特征在于：所述传感光纤（3）上设有若干组探测区，每个探测区内均设置有量子点（6），所述触发源（1）用于产生特制脉冲光源，并将特制脉冲光源耦合进入传感光纤（3）中，量子点（6）在特制脉冲光源的照射下产生应激荧光，不同位置处的量子点（6）产生的应激荧光均沿着传感光纤（3）返回并被处理终端（2）统一接收，处理终端（2）根据荧光接收时间的不同对采集的应激荧光进行分类，并对分类后的反馈信息进行分析处理；

所述探测区为光纤微结构（32），所述光纤微结构（32）包括短光纤（321），所述短光纤（321）中部设有裸光纤区（322），所述量子点（6）设在裸光纤区（322）的纤芯内，所述裸光纤区（322）的外表面由两侧向中部凹陷。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：所述特制脉冲光源为矩形脉冲光或高斯型脉冲光。

3.根据权利要求1所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：若干组光纤微结构（32）和连接光纤（31）相连形成传感光纤（3），所述光纤微结构（32）和连接光纤（31）之间为可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：所述短光纤（321）的两端连接有光纤连接头（323），所述裸光纤区（322）的表面设置有一层反光镀膜层（324），所述裸光纤区（322）的外围设有热缩保护套（325），所述热缩保护套（325）内设有防弯棒（326）。

5.根据权利要求1所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：所述传感光纤（3）为与微波传输线组成的双线结构，所述触发源（1）还包含微波源，所述微波源用于产生微波，并通过微波传输线（24）作用于量子点（6）处，所述微波传输线包含线圈式波导（4）和连接波导（5），若干组线圈式波导（4）和连接波导（5）通过波导连接器（41）连接组成微波传输线，且线圈式波导（4）一一对应套设在探测区的外围。

6.根据权利要求5所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：所述微波传输线远离触发源（1）的一头连接有匹配阻抗（7）。

7.根据权利要求5所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：所述微波为与脉冲光源对应的特制矩形脉冲微波或高斯型脉冲微波。

8.根据权利要求1所述的基于脉冲光的分布式量子传感器，其特征在于：所述量子点（6）为金刚石NV色心颗粒，所述金刚石NV色心颗粒的长为10nm～10um、宽为10nm～10um、高为10nm～10um，所述金刚石NV色心颗粒的色心浓度区间为0.1~100ppm。

9.一种光纤传感微结构的制作方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一、制作短节光纤：取两小节光纤，通过光纤剥皮器将两光纤一侧的表皮剥除，裸露出光纤包层；

步骤二、包层刻蚀处理：通过激光设备对裸露包层的表层进行刻蚀，使得裸露的包层部分呈锥状；

步骤三、量子点安装：制备发光量子点，并将发光量子点设置在其中一个小节光纤裸侧端的纤芯处；

步骤四、光纤熔接：通过光纤熔接器将两个小节光纤的锥状裸侧端熔接，使二者连为一体；

步骤五、镀膜处理：通过镀膜设备在裸露的锥状包层表面镀一层反光膜；

步骤六、连接热缩管：取一个内部含有不锈钢棒和热熔胶的热缩管，将其套在裸露包层的外围，再通过加热器对热缩管进行加热收缩处理；

步骤七、辅件安装：冷却后，将光纤连接头安装到光纤端部。